Наивная спектроскопия

[Артём]

А не открыть ли нам тему по любительской спектроскопии? По крайней мере, Солнце, Луну и яркие звезды на уровне эффекта препарировать несложно.

У меня пока дело стоит, но надежды вернуться в этой теме не теряю. Вот, например, спектр газовой лампы с холодным катодом, предположительно аргон с чем-то еще. Снято обычной мыльницей, в отражении от голограммной дифракционной решетки на 600 шт/мм.

[Денис]

Красиво выглядит! 
У меня есть призма 90 градусов.
У Олега есть непокрытое зеркало 165 мм.
У тебя есть идеи?

[Артём]

У меня тож призма есть, кварцевая, выковыренная из ультрафиолетового спектрографа, но у призм меньше дисперсия, чем у мелкой решетки, и сложнее разделять линии.
Вот "установка", на которой получен спектр выше. Щель регулируемая, тоже из того ультрафиолетового спектрографа, но тяжеленная зараза, а если это вешать на телескоп - там и так много тяжестей. Или придумать целостат на непокрытом зеркале?)

[Денис]

Можно и целлостат, а плоское зеркало сделать легче, чем параболу.
Однако, развивая идею, придётся пренебречь каким-нибудь сарайчиком)))

[Артём]

Пока "изделие" существует так. Коллиматор, решетка и объектив камеры жестко закреплены. Нужно добавить щель, крепежку для камеры и непрозрачный кожух. Также нужна "настоящая" отражательная дифракционная решетка, т.к. сейчас используется дешевая голограммная, на ней выше потери и больше размытие линий.

[Денис]

А если в схеме выше коллиматор и объектив будут помощнее, а источник - пятна на солнце, то спектр на фото будет шире?
И тогда можно будет ловить расщеплённые линии?

[Денис]

Нифига себе наивная спектроскопия! Практически готовый прибор!

[Артём]

Боюсь нет. Любительской технике такое не по плечу. Эффект очень тонок. Теоретическое разрешение подобной конструкции около 2 ангстрем на пиксель. Это если все сделать идеально. Но даже для продвинутых спектрографов, с более мелкой решеткой, с разрешением 0,1 А на пиксель уширение линий в солнечных пятнах не по зубам. Зато на них умудряются ловить эффект Доплера от опускающегося и поднимающегося газа вокруг пятна, таким образом прорисовывая силовые линии.

[Артём]

Нифига себе наивная спектроскопия! Практически готовый прибор!

Там еще дофига чего надо...
Вот есть веселые французы, которые двигают мировое любительское спектростроение, у них я и высмотрел эту схему. Там куча материалов по этому делу.
http://astrosurf.com/aras/design/design_us.htm

Зато на них умудряются ловить эффект Доплера от опускающегося и поднимающегося газа вокруг пятна, таким образом прорисовывая силовые линии.

Вот типа здесь http://www.astrosurf.org/buil/lhires2_sun/sun130904/obs.htm
И само Солнце построено путем хитрющего сканирования его поверхности спектрографом... Ужос просто чо творят...

[Денис]

Какие параметры у решетки?

[Артём]

Голограммная 2400 штрихов на мм, 50 на 50 мм. 270 баксав у производителя (Edmund Optics))

Кстати, вот тут http://www.astrosurf.org/buil/lhires2_sun/sun250904/obs.htm таки говорят об обнаружении эффекта Зеемана на качественном уровне. Величину уширения надежно измерить нельзя, не хватает разрешения. Жаль подробности на французском только...

[Артём]

Во, нашел у себя голограммную решетку на 2400... тока она из советского набора по учебной физике, на толстом стекле, дает кучу всяких левых отражений... Но в принципе, если с 600 шт/мм пойдет, можно будет и эту попробовать...

[Денис]

А у себя тоже нашел, прямо на столе  (см. название темы) это CD.
CD потянет?

[Артём]

Потянет )
http://lasers.org.ru/laser-effects-shows/74-spectroscop.html

[олег]

цитирую:
"...открыли способ наблюдать спектральные линии протуберанцев
при полном солнечном свете.А в 1869г. Геггинс показал,что с
помощью спектроскопа можно видеть и внешнюю фигуру протуберанцев."
Чижевский "Космический пульс планеты"

и ведь небыло тогда интерференционных фильтров!
далее следуют описания гигантских протуберанцев более радиуса Солнца.

интересно стало,а как в наших любительских условиях воспроизвести такое?

[Артём]

"... Геггинс показал,что с
помощью спектроскопа можно видеть и внешнюю фигуру протуберанцев."

интересно стало,а как в наших любительских условиях воспроизвести такое?

Похоже, тут применяется "сканирующий" спектроскоп - линия излучения протуберанца пропускается через качающуюся щель или оптическую систему и таким образом, за счет инерции зрения, позволяет увидеть форму протуберанца. Тут есть неплохая книжка с руководством по постройке спектрогелиоскопа (англ.) - http://www2s.biglobe.ne.jp/~t-oni/spectro_helioscope.pdf

UPD: счас несколько проще, пишут, можно - изображение дрейфует перед щелью, а потом компьютер склеивает в картинку.

[Артём]

"Спектр" Солнца. С идентификацией линий проблемы, не могу найти такого же плохого снимка), но вроде чем-то похож. Снято без оптики, тупо 2-й порядок дифракционной решетки (1-й сильно ярок) из CD-Rки.

[Артём]

Хозяйке на заметку, http://bass2000.obspm.fr/solar_spect.php - база линий солнечного спектра с высоким разрешением.

[олег]

вот еще завалялось.
некоторые линии поглащения размазанные.
это вспышки?

[Артём]

Не уверен, что вспышки, скорее всего это размытие линий происходит на крайне горячем веществе короны.

[Артём]

Тест свежеприбывшей решетки Star Analyser 100 (100 шт на мм). Дисперсия невелика, но специально усилен один из спектров первого порядка, поэтому изображение в нем намного ярче, чем в нулевом порядке. Погода не очень, облачность, поэтому большую технику выкатывать не стал, обошелся SK705 и QHY6 на коротких выдержках. Пригодилась чувствительность камер к ИК - поглощение в атмосферном земном кислороде видно четко (760 нм).Как и следует по определению и написано в инструкции, короткофокусный ахромат фокусирует разные части спектра сильно по-разному (весьма наглядный способ тестить ахроматы, к слову).

Итак, почти сырая картинка с Альбирео. Слева - нулевой порядок (изображение звезд), справа - их спектры.

Вторая - более-менее обработанная. Спектры пары Альбирео и Веги в одном масштабе. Основные полоски подписал, остальные ввиду большого шума надо разбирать вдумчиво. Область до единиц нанометров на спектрах - это не рентген, это шум после блиц-обработки)

[Артём]

Переделанный фокусер ньютона теперь позволяет использовать с ним Star Analyser, благо хроматизма нет. "Классическая" картинка, приведенная в мануалах, "из чего состоит "Кольцо"?". В основном кислород и водород (еще что-то слабое в ультрафиолете, пока не разобрал). Потому и спектр получается таким "дискретным". Конечно, спектрографы высокого разрешения находят там гораздо больше линий.

[Артём]

Ну и конечно звездные спектры не сравнить с рефракторными (жаль, пережег зеленую область)

[Дениска]

Какова возможность получить спектры новых звезд, переменных звезд с призменной камерой?А?

[Дениска]

Конструктив.

Призменная камера: а — способ подвижного крепления призмы, б — преломления луча на призме, в — призменная камера, построенная новосибирским школьником А. Щербаковым

[Артём]

Объединил со спектроскопией.

Возможность нормальная, все зависит от тщательности изготовления прибора и выдержки при съемке. Впрочем по нашим временам больше заморачиваются с дифракционными решетками, у них дисперсия выше, а главное - она линейная (не зависит от длины волны), что несколько упрощает калибровку и обработку снимков.
Хотя у меня есть кварцевая призма, которая ждет своего часа...

[identity]

В одном из учебников по астрофизике (по моему, "Курс практической астрофизики")  70-х гг., я читал, что призмы выигрывают у дифракционных решеток в синей части спектра, где дисперсия стекла высока.  

[Артём]

И особенно в УФ, но для диапазона обычных камер это мало пригодно, к сожалению.

[Дениска]

http://www.otticasanmarco.it/catalog.asp?page=prod&prodID=3154

[Артём]

Дык вот на английском есть)
http://www.patonhawksley.co.uk/staranalyser.html

Я отсюда выписывал http://www.shelyak.com/rubrique.php?id_rubrique=4
Там же есть ваще офигительные спектрографы...

[Дениска]

Я отсюда выписывал http://www.shelyak.com/rubrique.php?id_rubrique=4
Там же есть ваще офигительные спектрографы...

Ох ё.....

[Артём]

"Ох ё" имеет место, да)

[Артём]

Охота добавить щель к решетке SA100. Слепил такую штуку. Пока без телескопа) Щель УФ-2 (от списанного кварцевого спектрографа), объектив Т-43 (40 мм, от старой "Смены"), делает положительную проекцию с масштабом, близким к 1, дальше решетка SA100 и камера. Вроде наводил на Солнце, но хорошо вышли только линии поглощения водяных паров в атмосфере) Надо доработать для подвешивания на телескоп, хотя, конечно, дисперсия слишком мала, чтобы даже на любительском уровне что-то делать...
Таки засунул картинки в ISIS, надо было добавить в заголовок фитсов тэг "DATE-OBS", без него программа плюется.

[Артём]

Прикрутил вундервафлю к МТО-500 с фотоастросоларом. Линий получилось больше, правда дисперсия системы всего 1,4 нм на пкс и не особый контраст. Не получилось вывести нулевой порядок на то же поле (хлипка конструкция пока, болтается), но вроде как-то откалибровалось. Недоумения добавляет провал в районе 500-580 нм, как раз где у Солнца максимум, но совершенно не известен пока инструментальный профиль (фик его знает, насколько ровный астросолар и покрытия на линзах и зеркалах объектива). Линий можно идентифицировать больше, но муторно ввиду малого разрешения).

[Денис]

Нуващееее
Мне тож сдаётся, что недоумение из-за астросолярки

[Звёздочка]

Слепил такую штуку.

Молодец, мистер Самоделкин!

[Артём]

мастер Рукокрюков, скорее)
тут ПДК изоленты превышена многократно)

[Денис]

... ПДК изоленты ...

Более астрономической вещи, чем изолента не придумано. Даже скотч ей уступает

[Артём]

http://publiclaboratory.org/wiki/video-spectrometer-construction
самодельный "цифровой" спектроскоп за $35

[Денис]

А разрешение какое?

[Артём]

ну у них вроде 3 нм получилось, хотя из DVD-решетки можно получить больше, если пожертвовать диапазоном

[Артём]

http://www.rspec-astro.com/
классная программка для анализа спектров низкого разрешения в реальном времени (с вебкамеры или из файла),
минус тока в лицензии за $99

[Артём]

http://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p6729_Star-Analyser-200---spectroscopic-blaze-grating-with-higher-diffraction-for-spectr.html
StarAnalyser 200 - для более длинного фокуса или более крупных сенсоров, чем SA100

[Alexander]

http://publiclaboratory.org/wiki/video-spectrometer-construction
самодельный "цифровой" спектроскоп за $35

Вот еще один, на коленке сделанный и намного дешевле:
http://www.sdelaysam-svoimirukami.ru/199-difrakcionnyj_spektroskop.html

[Артём]

Спектр Веги низкого разрешения. Получен StarAnalyzer'ом 100, положенным сверху на 6 mm CS объектив на камере QHY5P-II-C. Около 300х2 сек, нужен для расчета относительной дисперсии спектрограммы при наблюдении метеоров.
Линия поглощения атмосферного кислорода опознается уверенно на спектрах звезд (в том числе и тех, что в несколько раз слабее Веги).
Общий вид (уменьшен в два раза и слегка высветлен, справа - неудачный блик от ИК-фонаря), Вега - самая яркая.

[Артём]

Побочное. Спутники, которые бликуют солнечным светом, дают соответствующий спектр. А тут попалось что-то интересное, похожее на работающую в импульсном режиме двигательную установку. На картинке - трек за 10 сек. Примерно раз в секунду ненадолго включается двигатель.
Сначала эта штука сильно озадачила, т.к. я принял яркие части за нулевой порядок и сильно удивился, куда делся от них спектр. При детальном рассмотрении оказалось, что нулевой порядок - это еле видные темно-красные черточки справа, а яркие пятна и зеленые хвосты - как раз и есть спектры (направление дисперсии - справа налево по горизонтали). Пятна примерно расположены на 590 нм. Но тут разрешения не хватает, чтобы предполагать какую-то конкретную химию, но явно что-то горит при низком давлении. Зеленые хвосты, которые не угасают полностью между вспышками, может быть, от теплового континуума.

[Andry]

Фиасе прям научный подход к спектроскопии что у нас над головою 

[Артём]

Попытка поймать солнечный спектр через упомянутую решетку на 300 штр/мм и 6-мм объектив. Солнечные линии еле различимы, щель из веток и жалюзи - так себе щель, зато во всей красе земной кислород и водяной пар.

[Артём]

Второй подход с щелью в фольге и 18-ю мм кеноновского кита. Солнечные линии стали гораздо бодрее, теллурические обрели профили, совпадающие с литературой.

[Andry]

Прикольно! 

[Артём]

И решетка на 600 штр/мм из того же магазина с 55-мм кита на 1100D. Решетка засунута в оправу 37 мм прозрачного фильтра и через переходные кольца прикручена на морду объектива. Опять без нормальной щели, да и одиночником, поэтому не особо красиво, но фраунгоферовы линии в наличии, хоть и обрезаны за красным встроенным кеноновским фильтром.  В общем, решетки - норм, при некотором старании можно, наверно, замутить бюджетный спектрограф низкого разрешения.

[Артём]

Решетка на 600 (хотя тут лучше пошла бы на 300, но оправу надо переделывать) показывает нам лунный (по сути - солнечный) спектр с фраунгоферовыми линиями в виде серпиков. И кучу блямб от уличных кобр, которые светят полосатым спектром.

[Артём]

Таки приделал нормальную спектрографическую щель (УФ-2), дублеты магния и натрия уверенно распались.

[Артём]

Решетка на 300 штр/мм по фонарям в сквере им. Кузнецова - сплошной спектр слегка компенсирован отражателями вниз. А кобры на домах светят себе всего в 4 полосах.